С начала времен человек приспосабливал окружающую среду для создания комфортных условий. Человек использовал пещеры, расщелины для укрытия от непогоды. Постепенно, со временем, создает примитивные конструкции там, где есть необходимые для жизни ресурсы. Человек учится строить сборные конструкции, для переноса существующих построек в те места, где есть больше природных ресурсов. До сих пор, кочевые народы, занимающиеся скотоводством, строят, разбирают и переносят свои жилища туда, где есть питание для животных. Экстремальный климат мест их обитания заставляет совершенствовать форму и конструкции жилища под погодные условия. Так были созданы первые трансформируемые и мобильные жилища. До сих пор этими же конструкциями человек пользуется в создании проектов малой архитектуры, пользуясь теми же принципами что и в кочевой народности. Однако, с развитием технологий в архитектуре и общественной жизни, создаваемым общественным зданиям тоже требуются трансформации для обеспечения наиболее эффективных и комфортных условий обитания.
Впервые архитектурная трансформация общественных зданий была обнаружена еще в I веке нашей эры в Древнем Египте и Древнем Риме. Климатические условия данных территорий поставила задачу защиты человека от чрезмерного влияния солнца. Технологии тех времен не позволяли обеспечить здания полноценными крышами на больших пролетах зданий, а оконные проемы – не имели заполнений. В последствие этого, окна стали оборудоваться маркизами, для обеспечения затененности помещений от активных прямых лучей солнца, а общественные здания стали перекрывать навесами – велариумами. Так, например, одним из первых велариумов был применен в римском Колизее, построенном 72-80 годах первого века н.э. (см. Рис.1). Для натягивания велариума во время проводимых на арене Колизея представлений на крыше этого амфитеатра размещались матросы императорского флота. Плиний Старший писал: «ничто в Риме, даже гладиаторский бой, не удивляло так сильно, как гигантский тент, натянутый над Колизеем»[10]. Один из современных исследователей истории тентовой архитектуры, О. В. Мыскина, отмечает, что эти слова Плиния «как бы предвосхищают эмоции, вызываемые произведениями тентовой архитектуры XXI века»[7].
Ранние архитектурные трансформации общественных зданий появились как необходимость защиты людей от неблагоприятных условий среды. С помощью тентовых конструкций, здания становились комфортнее, однако могли проводиться с помощью подготовленных людей и только благодаря ручной силе. В дальнейшем, тканями начали перекрывать улицы для организации рынков, а над окнами стали размещаться маркизы.
Рис.1. Модель Колизея с веларумом
Усложнение театральных постановок потребовало усложения и сценических пространств. Проблема смен мест действий в постановках была решена трансформацией сцен. Свое воплощение трансформируемые сцены нашли только в 1758 году, однако идеи их создания появились гораздо ранее. Изобретение драматурга Намики Сёдзо – поворотный круг “mawari-butai” для театра Кабуки, позволило создать первые трансформации внутреннего пространства в течение спектакля. Поворотный круг приводится в действие с помощью ручной силы (см. Рис.2). Однако к 1830-ым годам изобретение было усовершенствовано: поворот круга стал более облегченным и требовал меньше усилий, благодаря встроенным в изобретение механизмам. [11]
Рис.2. Слева — Ранняя версия поворотного круга Намики Сёдзо;
Справа – Поздняя механизированная версия круга театра Канпира, 1835
Индустриализация в строительстве в XVIII-XIX вв. привнесла новые идеи и материалы для обеспечения более ускоренных темпов строительства. Появление чугуна в архитектуре повлияло на возможность создания облегченных и большепролетных конструкций, а создание сборно-разборных конструкций, благодаря которым, строительство зданий занимало меньше времени. Одним из ярких примеров этих нововведений является Хрустальный дворец архитектора Джозефа Пакстона (см. рис. 3), выстроенный из чугуна и стекла, на время выставки 1851 года в Гайд-парке после ее окончания выставки был перенесен на новое место – лондонское предместье Сиднем-Хилл. Предпосылкой к перемещению здания, являлась необходимость возвращения Гайд-Парка к первоначальному его состоянию. Здание было разобрано и продано как металлолом, однако архитектор сумел получить инвестиции и выкупить металлоконструкции и новую территорию для размещения. Новое здание увеличилось на два этажа.
Рис. 3. Хрустальный дворец на новом месте, арх. Дж. Пакстон
Не только научно-промышленный прогресс повлиял на возникновение трансформаций в архитектуре. В связи с увеличением производительности предприятий в период «промышленного бума», экономические факторы выявили необходимость в создании большего количества пространств для офисных работников. Опыт создания производственных пространств был перенесен в новый тип офисов открытого типа. Служащие были рассажены рядами за столы из-за чего структура пространства стала напоминать школьные классы. Подобная расстановка являлась наиболее рациональным решением, однако в ущерб комфорту работника. (см. рис.4) Движущиеся вверх по карьерной лестнице получали собственные кабинеты, а начальник размещался в кабинете с круговым обзором, чтобы контролировать рабочий процесс. [7] В последствие, подобная структура офисных пространств повлияла на возникновение модульных кабин и перегородок, которые являлись частью офисной мебели, что дает большие возможности для трансформации.
Таким образом, период индустриализации сильно повлиял на архитектурную трансформацию под воздействием культурных, экономических и научно-технических факторов. Благодаря подъему в промышленности появились новые материалы и принципы строительства. Увеличение промышленных мощностей повлекло изменения и в социально-экономической жизни общества: появилась необходимость в большем количестве офисных работников. В свою очередь это поставило задачу обеспечения площадей для клерков, а в дальнейшем, офисы открытого типа станут комфортной системой расстановки мест для работников, где требуется пространственная трансформация. Совершенствование театров привело к другой пространственной трансформации, которая решается с помощью механизмов. Такие решения позволяют проводить быстрые трансформации, благодаря чему увеличивается вариантивность использования пространства, что в свою очередь создает условия для наиболее эффективного использования пространств общественных зданий. В XX веке трансформация основывается на опыте и совершенствует уже устоявшиеся принципы.
Рис.4. Офис открытого типа, 1916 год
Функционализм в архитектуре в начале XX века привел к установлению функций здания основным приоритетом в проектировании. В 1920-х годах Ле Корбюзье сформулировал свою концепцию современной архитектуры в «Пяти отправных точках архитектуры»: столбы-опоры, плоские крыши-террасы, свободная планировка, ленточные окна и свободные окна. Таким образом, архитектор предложил отказаться от внутренних несущих стен, что позволило использовать внутреннее пространства более рационально и трансформируемо под необходимости определенного пользователя, тем самым позволил человеку самостоятельно составлять сценарии использования здания. Изначально подобные конструктивные системы были присущи именно промышленным зданиям. Удобство использования колонн и балок избавило от необходимости создания несущих стен, облегчив перепланировку зданий. Создание планировок с помощью одних лишь перегородок облегчило устройство, убрав необходимость строить стены в том же месте, что и на нижнем уровне. Гибкость таких систем позволило размещать различные функции не опираясь на конструктивные особенности зданий, создавая более комфортную внутреннюю среду, где человек способен самостоятельно разрабатывать сценарии ее использования, трансформировать пространство под необходимые ему нужды. Применение ненесущих стен позволило использовать витрины, в качестве внешних ограждающих конструкций, для создания максимально возможного естественного освещения, а так же создавать, такие фасадные решения, которые не зависят от общих конструктивных решений здания.
В это время, под воздействием политической пропаганды в СССР 1920-х годов была поставлена задача создания многофункционального массово-агитационного пространства для кинопоказов, концертов, цирка, театра. Арены и сцены в таком типе зданий могли использоваться как для представлений, так и расширением зрительного зала. Так в 1931 году архитектор С. Минофьев и инженер Б. Лопатин, предоставили типовой проект объекта «цирк-театр-кино» на 3000 мест (см. рис.5). Он проектировался с расчетом использования его для цирковых представлений, кинозала и театра, мюзик-холла. Кроме арены была предусмотрена сцена эстрадного типа, причем при цирковых представлениях эстрада использовалась для размещения зрителей, а во время эстрадных представлений зрители заполняли арену.[5]
Рис.5. Совмещенный план трёх этажей типового проекта «цирк-театр-кино», арх. С. Минофьев
Появление металлоконструкций из стали изменило подходы к архитектуры. Новые облегченные конструкции удешевили производство и строительство, а также на основе них стали появляться наиболее прочные материалы. Сталь привнесла механизмы в архитектуру, что упростило создание «изменяемой» архитектуры и движимые механизмы в ней. В 1931 году был построен по проекту В.М. Иофана первый объект с динамической крышей – кинотеатр «Ударник» в Москве. (см. рис.6) Данное решение было призвано не только увеличить комфорт внутри здания, но и дать возможность зрителям в хорошую погоду наблюдать небо внутри здания.
Начало XX века становится началом функциональных трансформаций. Увеличение числа функций в одном зданий привело к наиболее эффективному использованию общественных зданий. Применение стальных конструкций в архитектуре привело к созданию уникальных особенностей отдельных зданий. Идеи о функциональности здания привели к созданию наиболее эффективно используемым схемам. Зрелищные здания и их пространства, которые использовались раз в неделю, теперь используются ежедневно с помощью небольших трансформаций. Данное решение позволяет экономить на строительстве: построить один многофункциональный объект вместо четырех монофункциональных. Далее, эти принципы будут использоваться и до настоящего времени.
Рис.6. Фасады кинотеатра «Ударник», арх. В.М. Иофан
Всеобщая автомобилизация в 1950-х годах привела к появлению новых взглядов на архитектуру. Человек – существо мобильное, но абсолютно статичные здания мешают свободе его действий. Группа английских архитекторов Archigram предложили новые концепции к развитию жилища и города. Они считали, что главные свойства современной архитектуры — текучесть, динамизм, ничем не сдерживаемая изменчивость. Фантастические проекты «Шагающего города», «Компьютер-сити», «Плаг-ин сити» предлагают человеку не привязываться к определенному месту, а существовать в мире, с помощью мобильных зданий. В свою очередь американский инженер Бакминстер Фуллер говорит об идеале здания: «дематериализуемая оболочка, трансформирующаяся в соответствии с любыми желаниями человека при абсолютной свободе перемещения во времени и пространстве [3]
Рис.7. «Plug-in City» Archigram
Среди утопичных идей зданий-роботов были и более реальные проекты: здания, после разрушения или переноса не должны оставлять после себя следов.[11] В 1958 г. на Брюссельской всемирной выставке появилось первое воздухоопорное сооружение, изготовленное американской фирмой «Ирвинг». В СССР они появились в 1960-ых годах и одно из них экспонировалось на ВДНХ в 1961 году. Пневматические здания и сооружения, обладая всеми необходимыми свойствами для приспосабливания к изменяемым условиям среды обитания имеют большие преимущества и перспективы использования в практике строительства временных объектов различного назначения. [6] В дальнейшем, пневматические здания станут применяться во временных конструкциях, как быстровозводимые и мобильные.
Рис.8. Воздухоопорное сооружение усиленное канатами. Фирма «Ирвинг»
В 1960-х годах в США становится популярным движение рок-музыки. Изначально фестивали проводились за городом, на открытых полях, однако спрос стал гораздо выше. Для проведения концертов стали использоваться спортивные стадионы, не предназначенные для проведения подобных культурных мероприятий. Таким образом, спортивные объекты стали многофункциональными центрами, благодаря чему, они становятся наиболее актуальными и используемыми. Трансформируемое ядро стадиона становится необходимым условием для создания наиболее жизнеспособного здания, с наиболее эффективным функциональным решением, так как здание может решить потребности наибольшей группы людей.
Ежедневно, пользователь здания не всегда нуждается в эффективных функциональных решениях, по крайней мере думает о них, однако температура помещений, количество солнечного света попадаемого в помещения всегд отражается на деятельности человека. Потому, одним из основополагающих критериев комфортности здания является его микроклимат. Южное расположение фасада почти всегда предполагает проблему сильного влияния солнечного света. Данная проблема, как правило, решается шторами и жалюзи в интерьере, однако современные технологии позволяют адаптировать здание под человека. Пионером динамических фасадов является Институт Арабского Мира в Париже (см. рис.9) архитектора Жана Нувель. Построенное в 1987 году здание решает проблему чрезмерного влияния солнца с помощью механических диафрагм, реагирующих на дневное освещение. Светочувствительные элементы имитируют арабские орнаментальные мотивы. Проходящий сквозь стену свет создает причудливые геометрические узоры в интерьере здания. Наряду с высоким эстетическим эффектом фасад является функциональными с точки зрения экологического контроля — освещение легко регулируется с помощью расширения и сужения диафрагм. Согласно замыслу архитектора, этот фасад института должен был передать атмосферу и дух Востока.[4]
Рис.9. Слева – фрагмент фасадной системы
Справа – фрагмент южного фасада
Проблема обеспечения комфортных условий внутри здания решается не только фасадными системами. Динамическая крыша позволила не только регулировать микроклимат внутри стадиона и защищать от погодных условий, но и дала возможность круглогодичного использования. Более того, на выставке EXPO-92 и EXPO-2000 показали динамические кровли, не только как инженерная особенность зданий для создания определенного микроклимата, но и как пример для придания эстетических качеств. Далее, Сантьяго Калатрава использует в своих проектах динамические конструкции, эстетические качества которых создают уникальные образы зданий.
Футуристичные концепты новых городов и принципах расселения второй половины XX века связаны с актуальными тенденциями об изменении мира. Попытки спрогнозировать образ жизни человека были проведены многими архитекторами. Пусть «шагающие города» и не были воплощены в жизнь, но эти идеи воплотили в жизнь новые технологии связанные с эксплуатацией здания. Прошлые потребности человека в стало проще удовлетворять с помощью новых механизмов, а так же создавать уникальные конструкции, которые придают зданию особую эстетику. Человек способен самостоятельно задать условия для наиболее комфортного взаимодействия пользователя внутри него. Следующая эпоха переняла опыт предыдущего, совершенствуя системы взаимодействия с использованием более современных конструкций, методов и технологий.
Начало XXI века характеризуется компьютеризацией общества, что коснулось и архитектурного проектирования зданий и сооружений. Благодаря внедрению цифровых технологий в архитектуру стало возможным изменение художественного облика здания. В 2003 году было построено здание Kunsthaus Graz (см. рис.10) по проекту Фурнье и Кука. Здание обладает множеством световых элементов на фасаде, проецируя анимации, тем самым ежесекундно меняя свой облик. Подобный прием способен создавать визуальные ориентиры ночью.
Рис.10. Kunsthaus Graz, арх. Фурнье, Кук
Художественный облик здания меняется не только за счет изменения его цвета. Наподобие с ранее упомянутым фасадом Института Арабского Мира, стали применяться системы, которые автоматически рассчитывают полученные с датчиков данные о количестве солнечного света, попадаемого в помещения. Автоматизированные системы фасадов самостоятельно изменяют свою конфигурацию для обеспечения максимально комфортного микроклимата. Таким образом, вместе с утилитарной функцией, достигается и художественная трансформация путем изменения пластики фасада. Такое проявление художественной трансформации проиллюстрировано в здании Kiefer Technic Showroom от архитектурного бюро Giselbrecht + Partner ZT GmbH (см. Рис. 11), построенного в 2007 году. Благодаря подвижному фасаду, изменяющемуся в течение дня, здание можно сравнить с динамичной замкнутой системой, контролирующей свой собственный внутренний климат. Постоянное изменение фасада, каждый день, каждый час формирует новое «лицо» здания, превращая его в художественный объект, чутко реагирующий на изменение окружающей среды. [12]
Рис.11. Kiefer Techic Showroom, архит. Бюро Giselbrecht + Partner ZT GmbH
Трансформация здания проявляется не только в его пространственных и художественных динамических решениях. Функциональные изменения в зданиях позволяют его использовать наиболее эффективно. В разные временные промежутки, когда в обычном состоянии здание не используется, есть возможность использовать его в ином режиме. Функциональная трансформация и ранее была использована, но как правило только в зрелищных объектах, где принципиальная планировочная структура примерно одинаковая. Выставочный павильон-трансформер для Prada от архитектурного бюро OMA (см. Рис.12), возведенный в 2009 году, решил функциональную трансформацию при помощи крана. Четырехгранная форма здания меняет свою функцию при повороте. Каждая грань имеет свою функцию: кинозал, пространство для показа мод, художественную галерею или зал для приемов. Получается, что при функциональной трансформации, происходит пространственная и художественная трансформация.
Рис.12. Трансформации павильона Prada, OMA
Современные трансформации имеют более сложный характер. Как правило в них смешиваются разные виды трансформации или усложняются методы и технологии получения необходимого результата. «Гиперкуб» архитектора Бернаскони – первое здание в Сколково (см. Рис.13). Здание построено с использованием принципа четырехмерного проектирования, где четвертым измерением стало время. Каждое помещение в здании имеет не одну функцию для обеспечения непрерывного сценария использования. Подобные решения делают здания наиболее эффективными. Помимо функциональных и пространственных трансформаций, фасадное решение здание довольно простое: оно позволяет использовать инновационные решения и менять их по мере усовершенствования, методом проб и ошибок. Здание меняет функцию, внутреннюю структуру и внешний вид в зависимости от потребностей пользователя.
Рис.13. Гиперкуб, арх. Бернаскони
Подводя итоги можно констатировать, что сегодня трансформация может проходить на функциональных, пространственных и художественных уровнях сразу, как во внутреннем пространстве, так и снаружи здания. Идеально то условие, где пользователь здания может самостоятельно и, одновременно, рационально решать одно и тоже пространство с целью необходимой для определенного момента, когда внешняя трансформация связана с его внутренней средой. Потребности человека могут быть удовлетворены наличием качественной трансформативной архитектуры, которая способна создать все условия для наиболее комфортного существования внутри здания. Монофункциональность здания становится неэффективной, существующие типологии устаревают. Многофункциональные комплексы являются громоздкими и неэффективными. Архитектура требует проектирования в четырех измерениях, где время является пространственной единицей. Такие решения позволят создать вариативные, наиболее выгодных для человека и общества пространства, при этом в компактных решениях.
Проследив эволюцию архитектурной трансформации общественных зданий показывает, что человек всегда пытался внедрить новейшие технологии ради создания наиболее комфортных, эффективных путей использования зданий и среды. По пути развития технологий, архитектурная трансформация приводилась в действие как с помощью ручной силы, далее была механизирована, а сегодня осуществляется с помощью компьютерных систем с автоматическими системами приведения их в действие. По пути развития общества здания были как монофункциональными, многофункциональными, и сегодня приходит новый тип здания по его функциональному наполнению. Трансформация проходила всегда под воздействием факторов, потому она является ключом к решению архитектурных задач связанных с эффективностью и рациональным использованием.
Библиографический список
- А.В. Татарченко, С.Г. Писарская. Развитие трансформаций в архитектуре общественных зданий // Наука, образование и экспериментальное проектирование : Тезисы докладов международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, молодых ученых и студентов. — М. : МАРХИ, 2014. – с. 165-167
- Бернаскони Б. Гиперкуб. Как сделано первое здание в «Сколково» / Борис Бернаскони – М.:Bernaskoni, 2015 – 392 с.
- Гайдученя А.А. Динамическая архитектура: Основные направления развития, принципы, методы / Гайдученя А.А. – Киев: Будiвельник, 1983.
- Институт арабского мира от Жана Нувеля [Электронный ресурс]: Architime : дата использования 09.02.2019. – Режим доступа: https://architime.ru/specarch/jean_nouvel/arab_world_institute.htm
- Многофункциональное пространство цирк-театр-кино [Электронный ресурс]: ArchitecturalIdea : дата использования 10.01.2019. – Режим доступа:http://architecturalidea.com/?p=10188
- Сапрыкина Н.А. Архитектурная форма: статика и динамика М: Архитектура-С, 2004.
- Скопенко В. А. Тентовая архитектура: «индустриальные» возможности // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. — 2010. — № 3. — С. 64—69.
- Ужасы и прелести офиса открытого типа [Электронный ресурс]: BBCNews Русская служба : дата использования 9.02.2019. – Режим доступа: https://www.bbc.com/russian/society/2013/03/130327_open_plan_office.shtml
- Форти. А. Объекты желаний. Дизайн и общество с 1790 года / Адриан Форти; [перевод с англ. И.Форонова]. – 2-е изд., испр. – М.:Студия Артемия Лебедева, 2013.
- Штолько В. Г. Архитектура сооружений с висячими покрытиями. — Киев: Будiвильник, 1979. — 152 с.
- Chad Randl. Revolving Architecture: A History of Buildings That Rotate, Swivel, and Pivot / Chad Randl – Princeton Architectural Press, 2008
- Keiefer Technic Showroom — здание с динамичным фасадом [Электронный ресурс]: Architime : дата использования 12.02.2019. – Режим доступа:https://www.architime.ru/specarch/giselbrecht/kiefer_technic_showroom.htm
- Historical Development of Revolving Stages of Theaters Invented in Japan [Электронныйресурс]: The 1st International Conference on Business & Technology Transfer : дата использования02.2019. – Режим доступа: https://www.jsme.or.jp/tsd/ICBTT/conference02/UzuhikoTSUBOI.html
References:
- V. Tatarchenko, S.G. Pisarskaya. Razvitie transformacij v arhitekture obshchestvennih zdaniy. Nauka, obrazovanie I eksperimental’noe proektirovanie : Tezisy dokladov mezhdunarodnoj konferencii professorsko-prepodavatelskogo sostava, molodyh uchenyh I studentov. [Development of transformations in architecture of public buildings]. Moscow, 2014, 694 p.
- Bernaskoni B. Giperkub. Kak sdelano pervoe zdanie v «Skolkovo». Moscow, 2015, 392 p.
- Gaiduchenja A.A. Dinamicheskaja arhitektura: Osnovnye napravlenija razvitija, principy i metody. [Dynamic architecture: the main ways, principles and methods to develop]. Budivel’nik, Kiev, 1983.
- Institut arabskogo mira ot Zhana Nuvel’a. Architime [Insitut du Monde Arab by Jean Nouvel]. Available at: https://architime.ru/specarch/jean_nouvel/arab_world_institute.htm
- Mnogofuncional’noe prostranstvo cirk-teatr-kino. Architectural idea. [Multifunctional space circus-theater-cinema] Available at: http://architecturalidea.com/?p=10188
- Saprykina N.A. Arhitecturnaja forma: statica i dinamika [Architectural Form: Static and Dynamic]. Moscow, 2004.
- Skopenko V. A. Tentovaya arhitektura: “Industrial’nye” vozmozhnosti. [Tent architecture: “Industrial” opportunity. Akademicheskiy Vestnik UralNIIproekt RAASN, 2010
- Uzhasy I prelesti ofisa otkrytogo tipa. BBC News Russkaya sluzhba [Pros and Cons of Open Space Office]. Available at: https://www.bbc.com/russian/society/2013/03/130327_open_plan_office.shtml
- A. Ob’’ekty zhelanij. Dizajn I obshchestvo s 1790 goda [Objects of Desire: Design and Society since 1750] Moscow, 2013.
- Shtol’ko V. G. Arhitektura sooruzhenij s visjachimi pokrytijami [Architecture of buildings with hanging covers. Budivil’nik, Kiev, 1979, p.152
- Chad Randl. Revolving Architecture: A History of Buildings That Rotate, Swivel, and Pivot / Chad Randl – Princeton Architectural Press, 2008
- Keiefer Technic Showroom – zdanie s dinamichnym fasadom. Architime [Kiefer Technic Showroom – the building with dynamic façade]. Available at: https://www.architime.ru/specarch/giselbrecht/kiefer_technic_showroom.htm
- Historical Development of Revolving Stages of Theaters Invented in Japan. The 1st International Conference on Business & Technology Transfer. Available at: https://www.jsme.or.jp/tsd/ICBTT/conference02/UzuhikoTSUBOI.html